大角度“旋转”工作面破碎顶板仰采注浆加固技术实践

摘 要 目前综采工作面开采工艺已经相当成熟，但各地区煤层赋存条件不一样，从而工作面推进过程中，不可避免的会出现“旋转”调采、仰采、俯采等情况。大角度“旋转”调采时，“旋转圆点”区域顶板受支架反复支撑挤压极易破碎。对于破碎顶板仰采工作面开采时，工作面易发生片帮、冒顶。因此大角度“旋转”调采、破碎顶板仰采，给工作面快速推进和顶板安全管理带来很大困难。本文以显德汪矿1223工作面为例，主要就大角度“旋转”调采、破碎顶板仰采工作面条件下，如何进行注浆加固进行实践，从而总结“破碎顶板”仰采工作面顶板管理经验。

关键词 大角度“旋转”；破碎顶板；注浆加固

中图分类号：TD327 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0120-01

1 工作面概况

1.1 工作面煤层赋存情况

1223工作面位于李石岗向斜核部及两翼。该区域地层倾角5～23°，平均15°。工作面煤层呈黑色，落煤成粉末状及小碎块状。外段煤层分层，上分层煤厚0.20～1.15 m，平均0.56 m；下分层煤厚0.40～1.40 m，平均0.86 m，上下分层间距0.70～1.10 m，平均0.96 m。里段煤层结构简单，平均2.27 m，局部含夹矸。工作面直接顶为粉砂岩，灰黑色，致密、坚硬，夹灰色的细砂岩条带，底部含松软的黑色泥岩，局部夹有0.1 m左右煤线。

直接顶内局部夹煤线，易冒落。平均1.38 m。

1.2 工作面布置及生产情况

工作面中部为李石岗向斜轴部，里段为俯采，在中部经93°大角度“旋转”调采后进入外段仰采。工作面在中部大角度“旋转”调采期间推进较慢，顶板经支架反复支撑，“旋转圆点”及第12～40架直接顶、架前的煤岩体破碎较大，且为仰采，造成片帮、掉顶。严重影响了工作面正常推进。工作面推进速度跟不上，片帮后支架无法及时支护顶板，长时间空顶。形成恶性循环。给顶板安全管理带来很大难度。

2 注浆加固原理

注浆浆液分物力和化学两种，化学浆凝固较快。根据破碎煤岩体的特征和采煤工艺的要求，选择PN-1高分子化学加固材料注浆加固，该注浆材料具有较高的粘合力和较好的机械性能，与地层有较强的亲和力，固结体的柔韧性能承受一定的地层变形。材料注入煤、岩层以后，低粘度混合物保持几秒钟，渗透进细小的裂缝膨胀，产生二次压力，将受注体更好地胶结为一个整体。使破碎围岩得到加固，防止破碎围岩掉落。

3 注浆参数设计

注浆设备使用BQZ20-12气动双液注浆泵。注浆时采用间隔注浆。

注浆位置：1223工作面调采“旋转圆点”12-40架及其他顶板破碎处。

注浆孔布置：工作面注浆孔采用三花眼布置。眼距3 m，排距1.2 m。上排注浆孔自煤层顶板开孔，与巷道顶板成15°夹角，下排注浆孔与上排注浆孔为1.2 m，开孔垂直与煤壁（见下示意图）。采用风动锚杆机钻注浆孔，并配备相应长度的钻杆和相应数量的φ32 mm钻头。

注浆孔参数：两排注浆孔孔深均为6 m，孔径φ32 mm。

注浆压力：根据经验，设计注浆孔终压不大于1.5 MPa。

注浆孔口管及封孔：注浆管为φ15 m，长度为2.0 m的钢管。每孔下两根注浆管共4 m，一根带花眼、一根不带花眼。不带花眼在孔口，且钢管中间缠麻做为封孔，封孔段长800 mm。注浆孔里段留约2 m深裸孔。

4 注浆施工要求

1）钻眼时，应提前处理顶板活矸，在安全的临时支护保护情况下，方可按设计要求进行施工，保证钻孔角度、深度。

2）保证封孔长度做到不漏浆。

3）注浆孔附近，除规定人员外，其他人不得靠近或逗留，以防发生意外事故。

4）在注浆时，浆液在距离注浆点很远处多处漏出时，说明浆液已经充分扩散，可停止注浆。

5）钻眼、注浆施工时人员应佩戴防护口罩、眼镜等防护

用具。

6）非专职人员不得操作注浆泵，以免发生事故。

7）注浆时必须始终严密注视泵压，关注泵况，一旦发现异常情况应立即查明原因采取有效措施，保证注浆工作顺利进行。

8）整个注浆系统高压端的联接件必须联接牢固。

9）未尽事宜，按《煤矿安全规程》执行。

5 注浆后仰采顶板管理

1）机组割煤后，要及时顶溜、拉架护顶，打起护帮板护帮。

2）机组割煤时，必须将煤壁割平、割直，严禁留有伞檐。如有伞檐、煤壁有裂隙、片帮危险时，必须及时找掉。如需打靠帮必须先停溜子，并安排一位有经验的老工人专人观山，确认无危险后方可作业。

3）工作面采高在保证机组正常通过的前提下与煤厚相适应，严禁采高过大而引起的片帮伤人事故。

4）如发生片帮要及时用单体配半圆木将顶板支护好，所打单体要双向迎山且单体与半圆木之间要用铁丝拴牢，煤帮用半圆木裱帮、刹紧。

5）机组割煤过程中，滚筒上、下15m范围内严禁有人工作。

6）必须保证支架接顶有劲，支架初撑力不得低于24Mpa。

7）拉架时，保证支架少降、快移，带压移架，防止支架后仰或打滑。

8）如注浆后顶板仍破碎难以控制，可在支架顶梁上铺金属网防止碎岩滚落，为保证支架顺利前移，顶网能顺利铺开，也可在金属网下架走向梁，由走向梁先托住顶板，让支架在走向梁及金属网掩护下前移。

6 结论

通过采取注浆加固措施有效解决了1223工作面顶板破碎不稳定，完整性差，控制困难的问题，提高了顶板控制的安全系数。为工作面提供了安全可靠的保障，减少了工人打靠帮劳动强度，提高了工作效率。

参考文献

[1]王建鹏.顶板破碎的应用化学注浆加固技术的研究[J].山西焦煤科技，2008（12）：21-24.

作者简介

张亚强（1983-），男，汉族，本科，副科长，显德汪矿技术规划科。endprint

摘 要 目前综采工作面开采工艺已经相当成熟，但各地区煤层赋存条件不一样，从而工作面推进过程中，不可避免的会出现“旋转”调采、仰采、俯采等情况。大角度“旋转”调采时，“旋转圆点”区域顶板受支架反复支撑挤压极易破碎。对于破碎顶板仰采工作面开采时，工作面易发生片帮、冒顶。因此大角度“旋转”调采、破碎顶板仰采，给工作面快速推进和顶板安全管理带来很大困难。本文以显德汪矿1223工作面为例，主要就大角度“旋转”调采、破碎顶板仰采工作面条件下，如何进行注浆加固进行实践，从而总结“破碎顶板”仰采工作面顶板管理经验。

关键词 大角度“旋转”；破碎顶板；注浆加固

中图分类号：TD327 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0120-01

1 工作面概况

1.1 工作面煤层赋存情况

1223工作面位于李石岗向斜核部及两翼。该区域地层倾角5～23°，平均15°。工作面煤层呈黑色，落煤成粉末状及小碎块状。外段煤层分层，上分层煤厚0.20～1.15 m，平均0.56 m；下分层煤厚0.40～1.40 m，平均0.86 m，上下分层间距0.70～1.10 m，平均0.96 m。里段煤层结构简单，平均2.27 m，局部含夹矸。工作面直接顶为粉砂岩，灰黑色，致密、坚硬，夹灰色的细砂岩条带，底部含松软的黑色泥岩，局部夹有0.1 m左右煤线。

直接顶内局部夹煤线，易冒落。平均1.38 m。

1.2 工作面布置及生产情况

工作面中部为李石岗向斜轴部，里段为俯采，在中部经93°大角度“旋转”调采后进入外段仰采。工作面在中部大角度“旋转”调采期间推进较慢，顶板经支架反复支撑，“旋转圆点”及第12～40架直接顶、架前的煤岩体破碎较大，且为仰采，造成片帮、掉顶。严重影响了工作面正常推进。工作面推进速度跟不上，片帮后支架无法及时支护顶板，长时间空顶。形成恶性循环。给顶板安全管理带来很大难度。

2 注浆加固原理

注浆浆液分物力和化学两种，化学浆凝固较快。根据破碎煤岩体的特征和采煤工艺的要求，选择PN-1高分子化学加固材料注浆加固，该注浆材料具有较高的粘合力和较好的机械性能，与地层有较强的亲和力，固结体的柔韧性能承受一定的地层变形。材料注入煤、岩层以后，低粘度混合物保持几秒钟，渗透进细小的裂缝膨胀，产生二次压力，将受注体更好地胶结为一个整体。使破碎围岩得到加固，防止破碎围岩掉落。

3 注浆参数设计

注浆设备使用BQZ20-12气动双液注浆泵。注浆时采用间隔注浆。

注浆位置：1223工作面调采“旋转圆点”12-40架及其他顶板破碎处。

注浆孔布置：工作面注浆孔采用三花眼布置。眼距3 m，排距1.2 m。上排注浆孔自煤层顶板开孔，与巷道顶板成15°夹角，下排注浆孔与上排注浆孔为1.2 m，开孔垂直与煤壁（见下示意图）。采用风动锚杆机钻注浆孔，并配备相应长度的钻杆和相应数量的φ32 mm钻头。

注浆孔参数：两排注浆孔孔深均为6 m，孔径φ32 mm。

注浆压力：根据经验，设计注浆孔终压不大于1.5 MPa。

注浆孔口管及封孔：注浆管为φ15 m，长度为2.0 m的钢管。每孔下两根注浆管共4 m，一根带花眼、一根不带花眼。不带花眼在孔口，且钢管中间缠麻做为封孔，封孔段长800 mm。注浆孔里段留约2 m深裸孔。

4 注浆施工要求

1）钻眼时，应提前处理顶板活矸，在安全的临时支护保护情况下，方可按设计要求进行施工，保证钻孔角度、深度。

2）保证封孔长度做到不漏浆。

3）注浆孔附近，除规定人员外，其他人不得靠近或逗留，以防发生意外事故。

4）在注浆时，浆液在距离注浆点很远处多处漏出时，说明浆液已经充分扩散，可停止注浆。

5）钻眼、注浆施工时人员应佩戴防护口罩、眼镜等防护

用具。

6）非专职人员不得操作注浆泵，以免发生事故。

7）注浆时必须始终严密注视泵压，关注泵况，一旦发现异常情况应立即查明原因采取有效措施，保证注浆工作顺利进行。

8）整个注浆系统高压端的联接件必须联接牢固。

9）未尽事宜，按《煤矿安全规程》执行。

5 注浆后仰采顶板管理

1）机组割煤后，要及时顶溜、拉架护顶，打起护帮板护帮。

2）机组割煤时，必须将煤壁割平、割直，严禁留有伞檐。如有伞檐、煤壁有裂隙、片帮危险时，必须及时找掉。如需打靠帮必须先停溜子，并安排一位有经验的老工人专人观山，确认无危险后方可作业。

3）工作面采高在保证机组正常通过的前提下与煤厚相适应，严禁采高过大而引起的片帮伤人事故。

4）如发生片帮要及时用单体配半圆木将顶板支护好，所打单体要双向迎山且单体与半圆木之间要用铁丝拴牢，煤帮用半圆木裱帮、刹紧。

5）机组割煤过程中，滚筒上、下15m范围内严禁有人工作。

6）必须保证支架接顶有劲，支架初撑力不得低于24Mpa。

7）拉架时，保证支架少降、快移，带压移架，防止支架后仰或打滑。

8）如注浆后顶板仍破碎难以控制，可在支架顶梁上铺金属网防止碎岩滚落，为保证支架顺利前移，顶网能顺利铺开，也可在金属网下架走向梁，由走向梁先托住顶板，让支架在走向梁及金属网掩护下前移。

6 结论

通过采取注浆加固措施有效解决了1223工作面顶板破碎不稳定，完整性差，控制困难的问题，提高了顶板控制的安全系数。为工作面提供了安全可靠的保障，减少了工人打靠帮劳动强度，提高了工作效率。

参考文献

[1]王建鹏.顶板破碎的应用化学注浆加固技术的研究[J].山西焦煤科技，2008（12）：21-24.

作者简介

张亚强（1983-），男，汉族，本科，副科长，显德汪矿技术规划科。endprint

摘 要 目前综采工作面开采工艺已经相当成熟，但各地区煤层赋存条件不一样，从而工作面推进过程中，不可避免的会出现“旋转”调采、仰采、俯采等情况。大角度“旋转”调采时，“旋转圆点”区域顶板受支架反复支撑挤压极易破碎。对于破碎顶板仰采工作面开采时，工作面易发生片帮、冒顶。因此大角度“旋转”调采、破碎顶板仰采，给工作面快速推进和顶板安全管理带来很大困难。本文以显德汪矿1223工作面为例，主要就大角度“旋转”调采、破碎顶板仰采工作面条件下，如何进行注浆加固进行实践，从而总结“破碎顶板”仰采工作面顶板管理经验。

关键词 大角度“旋转”；破碎顶板；注浆加固

中图分类号：TD327 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）19-0120-01

1 工作面概况

1.1 工作面煤层赋存情况

1223工作面位于李石岗向斜核部及两翼。该区域地层倾角5～23°，平均15°。工作面煤层呈黑色，落煤成粉末状及小碎块状。外段煤层分层，上分层煤厚0.20～1.15 m，平均0.56 m；下分层煤厚0.40～1.40 m，平均0.86 m，上下分层间距0.70～1.10 m，平均0.96 m。里段煤层结构简单，平均2.27 m，局部含夹矸。工作面直接顶为粉砂岩，灰黑色，致密、坚硬，夹灰色的细砂岩条带，底部含松软的黑色泥岩，局部夹有0.1 m左右煤线。

直接顶内局部夹煤线，易冒落。平均1.38 m。

1.2 工作面布置及生产情况

工作面中部为李石岗向斜轴部，里段为俯采，在中部经93°大角度“旋转”调采后进入外段仰采。工作面在中部大角度“旋转”调采期间推进较慢，顶板经支架反复支撑，“旋转圆点”及第12～40架直接顶、架前的煤岩体破碎较大，且为仰采，造成片帮、掉顶。严重影响了工作面正常推进。工作面推进速度跟不上，片帮后支架无法及时支护顶板，长时间空顶。形成恶性循环。给顶板安全管理带来很大难度。

2 注浆加固原理

注浆浆液分物力和化学两种，化学浆凝固较快。根据破碎煤岩体的特征和采煤工艺的要求，选择PN-1高分子化学加固材料注浆加固，该注浆材料具有较高的粘合力和较好的机械性能，与地层有较强的亲和力，固结体的柔韧性能承受一定的地层变形。材料注入煤、岩层以后，低粘度混合物保持几秒钟，渗透进细小的裂缝膨胀，产生二次压力，将受注体更好地胶结为一个整体。使破碎围岩得到加固，防止破碎围岩掉落。

3 注浆参数设计

注浆设备使用BQZ20-12气动双液注浆泵。注浆时采用间隔注浆。

注浆位置：1223工作面调采“旋转圆点”12-40架及其他顶板破碎处。

注浆孔布置：工作面注浆孔采用三花眼布置。眼距3 m，排距1.2 m。上排注浆孔自煤层顶板开孔，与巷道顶板成15°夹角，下排注浆孔与上排注浆孔为1.2 m，开孔垂直与煤壁（见下示意图）。采用风动锚杆机钻注浆孔，并配备相应长度的钻杆和相应数量的φ32 mm钻头。

注浆孔参数：两排注浆孔孔深均为6 m，孔径φ32 mm。

注浆压力：根据经验，设计注浆孔终压不大于1.5 MPa。

注浆孔口管及封孔：注浆管为φ15 m，长度为2.0 m的钢管。每孔下两根注浆管共4 m，一根带花眼、一根不带花眼。不带花眼在孔口，且钢管中间缠麻做为封孔，封孔段长800 mm。注浆孔里段留约2 m深裸孔。

4 注浆施工要求

1）钻眼时，应提前处理顶板活矸，在安全的临时支护保护情况下，方可按设计要求进行施工，保证钻孔角度、深度。

2）保证封孔长度做到不漏浆。

3）注浆孔附近，除规定人员外，其他人不得靠近或逗留，以防发生意外事故。

4）在注浆时，浆液在距离注浆点很远处多处漏出时，说明浆液已经充分扩散，可停止注浆。

5）钻眼、注浆施工时人员应佩戴防护口罩、眼镜等防护

用具。

6）非专职人员不得操作注浆泵，以免发生事故。

7）注浆时必须始终严密注视泵压，关注泵况，一旦发现异常情况应立即查明原因采取有效措施，保证注浆工作顺利进行。

8）整个注浆系统高压端的联接件必须联接牢固。

9）未尽事宜，按《煤矿安全规程》执行。

5 注浆后仰采顶板管理

1）机组割煤后，要及时顶溜、拉架护顶，打起护帮板护帮。

2）机组割煤时，必须将煤壁割平、割直，严禁留有伞檐。如有伞檐、煤壁有裂隙、片帮危险时，必须及时找掉。如需打靠帮必须先停溜子，并安排一位有经验的老工人专人观山，确认无危险后方可作业。

3）工作面采高在保证机组正常通过的前提下与煤厚相适应，严禁采高过大而引起的片帮伤人事故。

4）如发生片帮要及时用单体配半圆木将顶板支护好，所打单体要双向迎山且单体与半圆木之间要用铁丝拴牢，煤帮用半圆木裱帮、刹紧。

5）机组割煤过程中，滚筒上、下15m范围内严禁有人工作。

6）必须保证支架接顶有劲，支架初撑力不得低于24Mpa。

7）拉架时，保证支架少降、快移，带压移架，防止支架后仰或打滑。

8）如注浆后顶板仍破碎难以控制，可在支架顶梁上铺金属网防止碎岩滚落，为保证支架顺利前移，顶网能顺利铺开，也可在金属网下架走向梁，由走向梁先托住顶板，让支架在走向梁及金属网掩护下前移。

6 结论

通过采取注浆加固措施有效解决了1223工作面顶板破碎不稳定，完整性差，控制困难的问题，提高了顶板控制的安全系数。为工作面提供了安全可靠的保障，减少了工人打靠帮劳动强度，提高了工作效率。

参考文献

[1]王建鹏.顶板破碎的应用化学注浆加固技术的研究[J].山西焦煤科技，2008（12）：21-24.

作者简介

张亚强（1983-），男，汉族，本科，副科长，显德汪矿技术规划科。endprint